子实-秸秆联收状况与趋势

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引言

我国是人口大国、粮食生产大国，秸秆资源十分丰富［1］。在农业生产过程中小麦、玉米、水稻和棉花等农作物秸秆每年产量达6亿t以上。据调查，目前我国秸秆利用率约为33%，也就是说每年有4亿t左右的秸秆被浪费掉。2011年我国农业耕种收综合机械化水平达到54.5%，同期，小麦、水稻和玉米的机收率分别达到90%以上、67%和33%。但现有大多数收获机械结构决定了秸秆和颖糠只能抛撒到田间，致使秸秆被废弃，秸秆资源被浪费的同时还给收获后的田间作业带来不利影响。随着生物质秸秆发电工艺技术的完善和单位建设投资的降低，农作物秸秆发电将逐步占据生物质发电的主导地位，这将大大提高对秸秆的回收利用率，对秸秆焚烧而言，将会实现疏导而不必要堵截。对于养殖业来说，草场以每年几万亩的速度退化，养殖业向圈养发展，冬季很多地区草料不足，牲畜过冬困难。随着国家对可再生能源利用的关注，建设养殖业基地和建设大型饲料基地，保证养殖业所需要的饲料以及对保护环境的要求，作物秸秆回收、利用已成为我国农牧地区和主抓养殖业发展的地区，特别是内蒙古、新疆、东北和华北等地的迫切需求。

1行业现状

国外对作物秸秆的利用方式主要有3种，即养殖饲料、粉碎还田和回收利用［2］。前两种技术采用的设备以联合收获机械为主(青贮收获、谷物收获)，针对作物秸秆的回收利用，一般采用分段收获，先将作物秸秆调质、晾晒，再利用捡拾打捆机(方捆机或圆捆机)打捆成形。秸秆收获后，为了运输、利用以及储存的方便，需要进行预处理和存储，如压块造粒、通风仓干燥存储等。这种分段收集方式中间环节多，成本高。国外小方捆、圆捆以及大方捆装载运输均形成了以大农场为基础的全过程机械化与自动化作业方式，专用设备可完成草捆田间自动捡拾、码放、堆垛乃至卸捆等全过程作业，产品朝着系列化、标准化、大型化、自动化与信息化方向发展［2］。国外大宗粮食作物秸秆收集已形成了与秸秆综合利用产业相衔接，与农业技术发展相适宜，与农业产业经营相结合，与农业装备相配套的产业技术体系［2］。满足了以农作物秸秆为原料的规模化饲养、工业化发电以及液化、气化等新兴技术发展的需要［2-4］。我国秸秆综合利用水平还比较低，受消费观念和生活方式的影响，农村传统处理秸秆方法使相当部分的秸秆资源没有得到合理开发利用。加之秸秆综合利用政策不完善，综合利用技术研发水平落后，秸秆利用研究与推广脱节，秸秆回收机械未形成规模化和产业化格局，农民对秸秆利用认识不深刻等因素，使得秸秆回收利用始终局限在一定范围内，与国外作物秸秆收集产业技术体系相差甚远。我国农作物秸秆的利用方式主要作为牲畜用饲料、还田用肥料和能源用燃料。其中牲畜饲料占近1/3，其余基本被还田或焚烧。我国的秸秆回收方式也是分段式的，即联合收获机收获后，采用捡拾打捆的收集方式，打完捆后拉回解捆、铡草后使用，中间环节多，回收成本高。

2市场前景

我国秸秆资源十分丰富，如加以有效利用，开发潜力将十分巨大。长期以来，我国农村受传统观念和生活方式的影响，处理秸秆方法使相当部分的秸秆资源没有得到合理开发利用。2007年中央1号文件指出，发展现代农业必须“加快开发以农作物秸秆为主要原料的生物燃料、肥料、饲料，启动农作物秸秆生物气化和固化成型燃料试点项目支持秸秆饲料利用”。几年来，政府有关部门加强了秸秆综合利用的推广力度，国家相继出台了《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法规，但我国秸秆综合利用水平还比较低，与国外相差甚远。进一步开发利用秸秆，已经成为农业生产资源开发和环境保护的新焦点，提高农作物秸秆的综合利用水平，也是实现高产优质高效农业，促进农村经济发展和帮助农民致富的迫切需要和重要途径之一［2］。2011年全国小麦种植面积2266万hm2，玉米种植面积3136万hm2，若全部实现秸秆回收机械化，按每台机器年采收200hm2计算，各类秸秆回收机械需求量在27万台以上。2015年若10%实现秸秆回收机械化，则需求为2.7万台。2011年我国棉花种植面积约485万hm2，若在全国棉花产区全部实现棉秆回收机械化，则需求量为1.6万台，2015年若10%实现秸秆回收机械化，则需求为1600台。

3秸秆回收方式分析

生物质发电是仅次于煤炭、石油和天然气的第4大能源。根据国家政策引导，全国已建成投产的生物质直燃发电项目有40多个。可以看出，中国生物质发电产业的发展正渐入佳境。对于国内发展草食家畜的前景，由于草原退化、沙化和缺水等因素的影响，草地生产对现有牲畜已不堪重负，我国年产6亿t作物秸秆是北方草原每年打草量的50倍，可作为家畜饲料的主要原料来源。但目前我国作物秸秆的饲料化利用还很低，秸秆经青贮、氨化后用作草食家畜饲料的仅占2%，农区依靠作物秸秆发展草食家畜具有巨大潜力。秸秆回收机械还处于不成熟阶段，亟需适应市场、成本低的秸秆回收联合收获机械。

(1)对于水稻、小麦等农作物的秸秆回收，最佳方案是利用现有市场保有量几十万台的稻麦收割机进行改进，在收割机上增加秸秆切碎收集装置和秸秆收集箱，从而实现一次田间作业就将子实与秸秆同时回收的功能。目前国内生产最多、使用最普遍的稻麦收获机型是国内自行研制开发的“新疆-2”机型以及由此衍生出的2、3kgs的机型，市场保有量在60万台以上，对这些机型进行改进即可达到子实、秸秆同时回收的目的。这种联合收获方式的优势是利用了现有收割机投入成本低、改进方案简单、容易在市场上推行和实施的优点。但这种改进的局限在于以稻麦收割机为主，收回的秸秆主要用于生物质发电和食草牲畜的饲料。

(2)对于玉米收获机械来说，生产厂家已考虑到秸秆回收问题，机型配备有秸秆还田和秸秆回收两种装置。收回的秸秆也只是粉碎后收集而已，若要进一步利用还需进行物理或化学等处理。个别地区也有子实收获后，将秸秆通过二次回收，用打捆机回收打捆。

(3)对于以饲料利用为主的秸秆回收，为解决作物秸秆适口性差、不易消化及采食量低的问题，同时克服目前分段收获带来的回收费用高、运输不方便和效益低等问题，可使用集揉搓、粉碎、微化、打捆和裹包一次性完成的专用一体收获机。具体收获流程:割台对秸秆进行收割或捡拾后由输送过桥送入揉搓室，经揉搓滚筒揉搓(将秸秆捏扁、草节劈开)，进入粉碎滚筒粉碎后在微化区喷淋药物，然后进入圆捆机打捆，机器自动停车后开始自动布线、自动卸捆至裹包装置，通过双向旋转运动实现裹包后卸捆［1］。这种收获机械适应多种作物秸秆收获，在机型上增加微化和裹包功能，形成一体化作业。经该机器收回的秸秆可直接作为饲料，打开包裹即可给牲畜食用。其优点是减少人工及劳动强度，降低饲草、秸秆的回收成本，提高营养及利用率，方便运输和储存［1］。缺点是一次投入大，对不同的秸秆采取不同的微化方法，专业性要求高。

(4)继续沿用过去的分段收获形式，由联合收割机收获后，由圆、方捆机进行捡拾打捆。这种方式中间环节多、收回成本高。但是随机性强，比较适合我国目前还没有形成完善产业体系的情况，还会在部分地区和时间段内延续使用，但从长远来看，这种方式必然会使用多种设备，造成大量有效资源的浪费。

4结论

随着国家对农作物秸秆综合利用的重视及引导，在未来几年内，作物秸秆回收是必然趋势，回收方式由浅入深、由易到难、由少到多、由广到专，在不同地区、不同时间段，各类子实-秸秆收获机很快会受到市场的青睐。